起重机电动机的选择 电机与拖动课程设计.docx
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起重机电动机的选择电机与拖动课程设计
设计任务………………………………………………………………………………………..2
起重机电动机的选择……………………………………………………………………..3
一.给定数据…………………………………………………………………………………3
二.预选电机…………………………………………………………………………………4
(一)折算到电机轴上静负载图………………………………………………….4
1空钩下放………………………………………………………………………………….4
2重载提升………………………………………………………………………………….4
3重载下放………………………………………………………………………………….7
4空钩提升………………………………………………………………………………….9
5工作时间………………………………………………………………………………….9
6功率图……………………………………………………………………………………10
(二)平均功率……………………………………………………………………………10
(三)折算到标准下的平均功率……………………………………………….10
(四)预选电机……………………………………………………………………………11
(五)计算实际转速………………………………………………………………………12
三.做电机负载图…………………………………………………………………………13
四.温升校验……………………………………………………………………………….15
五.过载能力校验…………………………………………………………………………15
六.机械特性绘制………………………………………………………………………..16
七.参考文献………………………………………………………………………………….20
八.设计体会………………………………………………………………………………….21
九.教师评语………………………………………………………………………………….22
电机与拖动课程设计任务书
桥式起重机的吊钩工作循环为:
空钩下放重载提升重载下放和空钩提升四个阶段。
已知数据有:
起重量为2吨;提升机下放速度均为8米/分;提升加速度为0.5米/秒2;提升减速度0.6米/秒2;提升高度为11米;空钩重量为100kg;负载持续率为36%;重载提升效率为71%;提升空钩效率为16%;电动机经传动装置带动卷筒旋转,卷筒直径为0.2米。
注:
要求:
1.预选电动机
2.设计传动装置,做出传动结构图
3.求出系统这算到电动机轴上的力矩和转动惯量
4.做电动机的负载图
5.校验电动机
6.写出设计说明书
起重机电动机的选择
一给定数据
1.工作周期:
空钩下放
重载提升
重载下放
空钩提升
2.数据:
起动重量MG
提升下放速度V
加速度a加
减速度a减
高度h
空钩重MO
负载持续率FCX%
提升负载效率η1升
提升空钩效率ηo升
二 预选电机
(一)折算到电机轴上静负载图
1.空钩下放
(1)时间
to=h/v
=11×60/8
=82.5s
(2)效率
ηo下 =2-1/ηo升
=2-1/16%
=-4.25
(3)功率
po=MOgvηo下
=100×9.8×(8/60)×(-4.25)
=-555.33w
2.重载提升
(1)η1升=71%
(2)计算过程
A:
起动
a时间
t1=v/a加
=8/60/0.5
=0.267s
b距离
s1=1/2a加t12
=(1/2)×0.5×0.2672
=0.0178m
c功率
p1=(MO+MG)(g+a加)s1/t1
=(100+2000)(9.8+0.5)×0.0178/0.267
=1442w
B:
制动
a时间
t3=v/a减
=8/60/0.6
=0.22s
b距离
s3=1/2a减t32
=(1/2)×0.6×0.222
=0..148m
c功率
p3=(MO+MG)(g-a减)s3/t3=(2000+100)(9.8-0.6)×0.0148/0.22
=1299.7w
C:
稳速运行
a距离
s2=h-s1-s3
=11-0.0178-0.0148
=10.9674m
b时间
t2=s2/v
=10.9674×60/8
=82.26s
c功率
p2=(MO+MG)gv/η1升
=(100+2000)×9.8×8/60×(1/0.71)
=3864.79w
3.重载下放
(1)下放效率
η1下=2-1/η1升
=2-(1/0.71)
=0.59
(2)计算过程:
A:
起动:
a时间
t1’=v/a加=t1=0.267s
b距离
s1’=s1=0.0178m
c功率
p1’=(MO+MG)(g-a加)s1’/t1’
=(100+2000)(9.8-0.5)×0.0178/0.267
=1302w
B制动
a时间
t3’=t3=0.22s
b距离
s3’=s3=0.0148m
c功率
p3’=(MO+MG)(g+a减)s3’/t3’=(2000+100)(9.8+0.6)×0.0148/0.22
=1469.2w
C稳速
a距离
s2’=s2=10.9674m
b时间
t2’=t2=82.26s
C功率
p2’=(MO+MG)gvη1下
=(2000+100)×9.8×8/60×0.59
=1618.96w
4空钩提升
(1)时间
to’=h/v
=11×60/8
=82.5s
(2)效率
ηo升 =16%
(3)功率
po’=MOgv/ηo升
=100×9.8×8/60×(1/16%)
=816.67w
5.工作时间
tg=t0+t1+t2+t3+t0’+t1’+t2’+t3’
=82.5+0.267+82.26+0.22+82.5+0.267+0.22+82.26
=330.494s
FCX% =tg/(tg+tT)
tT=tg/FCX% -tg
=330.494/0.36-330.494
=587.54s
每段tT’=tT/4=587.54/4=146.89s
6功率图
(二)平均功率
p2d=∑Piti/∑ti
=473995.631/330.494
=1434.2w
(三)折算到标准FC%下的平均功率
p2d’=p2d/√FC%/FCX%+k(Fc%/Fx%-1)
k取1
=1434.2/√(40%/36%+40%/36%-1)
=1297.29w
(四)预选电机
pN=(1.1~1.6)p2d’
取2.2kw
抄铭牌
型号
额定功率/kw
转速(r/min)
电流/A
负载持续率
转差率
效率
功率因数
GD2
YH112M-6
2.2
880
6.02
40
12
73
0.76
0.138
(五)计算实际转速
1.已知卷筒D=0.2m
L=pi×D=0.628m
v=8m/min
n=v/L=12.74r/min
2设定传动机构,求总传动比j
传动结构图
有齿轮1和齿轮2和减速器组成,减速器与电机相连,减速比23:
1。
齿轮1与减速器相连,转速相同,齿轮2与卷筒相连,转速相同。
J=z2/z1=40/15=2.67
n实际=12.74×23×2.67=764.4r/min
三做电机负载图
T=9.55P/n
空钩下放
T0=9.55P0/n
=9.55×(-555.33/764.4)
=6.94
重载提升
起动
T1=9.55P1/n
=9.55×(1442/764.4)
=18.025
制动
T3=9.55P3/n
=9.55×(1299.7/764.4)
=16.25
稳速运行
T2=9.55P2/n
=9.55×(3864.79/764.4)
=48.3
重载下放
起动
T1’=9.55P1’/n
=9.55×(1302/764.4)
=16.275
制动
T3’=9.55P3’/n
=9.55×(1469.2/764.4)
=18.365
稳速运行
T2’=9.55P2’/n
=9.55×(1618.96/764.4)
=20.237
空钩提升
T0’=9.55P0’/n
=9.55×(816.67/764.4)
=10.2
四温升校验
Tdx=√∑Ti2ti/∑ti=20.14
Tdx’=Tdx/√FC%/FCX%+k(Fc%/Fx%-1)(k取1)
=20.24/√(40%/36%+40%/36%-1)
=18.31
TN=9.55P/n
=9.55×(2200/880)
=23.875
Tdx’
五过载能力校验
Tmax/TN<=λM=48.3/23.875=2.02
六机械特性绘制
空钩下放
重载提升
重载下放
空钩提升
七参考文献
1吴浩烈电机及拖动基础重庆大学出版社2007
2吴宗泽机械零件设计手机械工业出版社2003
3侯恩奎电机与拖动机械工业出版社1991
4王艳秋电机及电力拖动化学工业出版社2005
5杨天明电机与拖动中国林业出版社2006
设计体会
此次的电机与拖动的课程为期一周的时间,从查资料到计算数据到画图,我遇到了很多困难,面对困难,我也学习到了解决问题的方法,也对电机与拖动这门学科有了更加深入的了解,知识掌握的更加扎实。
在此期间,团队合作是必不可少的,通过和同学进行讨论,不会的问题进行询问,还有感谢舒奎老师的帮助,我顺利的完成了电机的课程设计。
通过这次课程设计,我也了解了我对知识掌握的不足方面,并进行了改正,为以后的实践做好铺垫。
教师评语